keras 受限玻尔兹曼机_[机器学习基础 26]白板推导 玻尔兹曼机

小编最近在做实验和写论文,强化学习这玩意的实验量是真的大。做的我发晕,最近的更新会会稍微慢一点。但是小编会坚持写完的,在写的过程中,latex写的有点晕,会有一些小错误,小编还没来得及改正,之后小编会重新的检查和整理所有的笔记,全当复习。

理一下这章的逻辑思路。首先,我们描述了什么是玻尔兹曼机(Boltzmann Machines),描述了其模型表示。下一个问题,就是如何利用观测数据集来求解参数,我们介绍了基于极大似然的梯度上升,经过推导得出了似然梯度的方向。但是,似然梯度中涉及到对

的采样。那么难点就转移到了,如何从
中进行采样。通过分析,得到玻尔兹曼机求解主要的难点就是
很难求解。

我们和受限玻尔兹曼机的采样进行了对比,受限玻尔兹曼机中的后验

可以直接计算,而玻尔兹曼机中不行。所以,为了求解后验分布,介绍了MCMC中的Gibbs采样的思想。Gibbs采样是一维一维的采样,那么需要满足单个节点的条件概率分布可以求出。幸运的是,Boltzmann Machines中可以求出。下一步则进行了单个节点条件概率的详细推导。

MCMC虽然提供了一个理论上的可行方法。可惜,无法解决大规模求解的问题。所以,介绍了Hinton提出的变分推断(Variational Inference),用一个简单分布

来近似
。通过推导,我们得到了
的不动点方程,使用坐标上升法即可得到
的参数表达式。从而成功的求解

本节的主要内容:

  1. 玻尔兹曼机的模型表示;
  2. 玻尔兹曼机的似然梯度求解方法,得到梯度的表达式;
  3. 基于MCMC的梯度求解方法;
  4. 条件概率推导;
  5. 基于变分推断的梯度求解方法。

点击一下图片,放大以后会清晰很多。Latex写得有时有点眼花,我没有过多的时间去勘误,有不正确的地方,也欢迎各位同学批评指正!本系列,主要在于整理完善白板推导系列课程的内容,一些模糊的地方我也做出了补充,并在一些地方提出了我自己的思考,希望给小伙伴们带来帮助。

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2019ChenGong/Machine-Learning-Notes

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